JPH0479756B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、溶接用のフラツクス入りワイヤ製造
の分野に属し、この明細書では高速製造のために
フオーミング時にフラツクスを均一に充填する方
法に関し、とくにフラツクスの粒度構成の面に着
目して、外皮金属管（さや管）内へのフラツクス
の均一充填を高速製造時でも実現するのに有効な
技術についての開発成果を提案する。 （従来の技術） 上記フラツクス入りワイヤは、外皮金属管すな
わち軟鋼のフープを連続的にフオーミングローラ
ー等で折り曲げながらその途中でホツパーより供
給されるフラツクスを順次巻き込んでいき、フラ
ツクスが充填された状態の所定形状に成形し、次
いでダイス等のより最終線径にまで伸線して製造
される。かような製造工程において、最近は生産
性を上げる目的でフオーミングの速度を速くして
いるため、フラツクスの充填技術にかなりの工夫
が必要である。なぜならば、フラツクス入りワイ
ヤは、溶接作業性ならびに溶接部の性能面から、
フラツクスが外皮金属管内に均一に充填されてい
るか否かが、上記溶接作業に大きく影響するから
である。 従来、外皮金属管内へのフラツクス充填率を均
一する種々の技術が提案されているが、いずれも
満足すべき成果が得られていないのが実情であ
る。例えば、フラツクスの充填率を均一にするフ
ラツクス供給量を自動制御する技術がある。すな
わち、エンドレスベルトフイーダーまたはテーブ
ル式フイーダーなどのフラツクス供給機とフープ
（さや管）の送り速度を同調させる方法、あるい
はフラツクス供給量の増減に伴い、フープの供給
速度を自動制御する方法などがされである。 しかしながら、上記の均一充填を目指した２方
法は、いずれもフイードバツクの時間的送れ、な
らびに測定値の精度等に問題点が残されており、
さらに生産性を高めるために高速度フオーミング
を施す場合にあつてはフラツクスの充填率を充分
均一化するまでに至つていないという問題点があ
つた。 さらに本発明の着想に近い従来技術として、特
開昭55−153697号として提案されているものがあ
る。この既知技術は、充填すべきフラツクスの原
料粉粒度を60〜210μの大きさのものに調整する
ことにより、充填フラツクスに流動性を確保して
充填率を均一する方法である。 （発明が解決しようとする問題点） フラツクス入りワイヤの製造においてフラツク
スを充填する場合、充填率のバラツキや生産性の
面だけについてフラツクス粒度を検討すると、よ
り細かい方が好ましい。ただ、従来提供されてい
るフラツクス原料のある種のもの（合成品）では
粒径43μ以下のものが提供されており、こうした
微細原料粉を用いるのでは上記既知技術の粒度構
成を満足させることは難しい。もちろんこれらの
微細原料については、原料粉を造粒したり、溶融
したりして適度な粒度に調整する方法も提案され
ているが、これではコスト面から見た場合には問
題点が残る。 要するに本発明は、上記従来技術で提示された
望ましい粒度構成に拘束されることなく、58μ以
下の微粒フラツクス原料を用いても流動性を阻害
することなく、しかも均一充填が達成でき、その
結果ワイヤ伸線時における断線のない高速での生
産が実現できる方法：すなわち外皮金属管内への
フラツクスの均一充填法について提案することを
目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、上述した目的を達成するために、 外皮金属管を形成しつつこの外皮金属管内にフ
ラツクス粉を供給、充填してフラツクス入りワイ
ヤを製造するにあたり、上記フラツクス粉とし
て、246μ以下の粒径であり、しかも53μ以下の粒
径のものを不可避に含むフラツクス原料粉ととも
に、粒径３〜50ｍμの超微粉酸化物を、上記フラ
ツクス原料粉における53μ以下の粒径のものに対
する量で0.01〜5wt％に当る量含有させてなるも
のを用いることを特徴とするフラツクス入りワイ
ヤへのフラツクス均一充填法を提案する。かよう
な粒度構成を採用することにより、流動性を阻害
することなく高速製造化におけるフラツクスの均
一充填を果し、もつて溶接作業性ならびに溶接部
の性状を改善することにある。 （作用） 溶接に用いるフラツクス入りワイヤは、高速生
産を目指そうとする場合、高速でフオーミングを
行わねばならず、それに応じ当然フラツクス供給
速度も速くしなければならない。しかもそれと同
時に伸線性や溶接性を考慮すると均一充填も果さ
ねばならず、そのためにはフラツクスの供給性：
すなわち充填フラツクスの流動性を改善すること
が必要となつてくる。 フラツクスの流動性を支配する因子としては、
１粒子の吸湿性ならびに耐候性の度合、２粉体粒
子の形状並びに粒度分布、３静電気帯電性、４低
温における焼結性、５粒子と粒子の付着性、とい
う５点が挙げられる。 そこで充填フラツクスの流動性を改善する手段
として上記因子２に着目すると、第１に充填フラ
ツクスの粒度を粗くする方法がある。ただし、充
填フラツクスの粒度を粗くすると、流動性は良く
なるとしてもフラツクスの充填率が不均一になる
とともにフラツクス成分が長手方向に偏析する原
因にもなり本発明の目的に沿わない。しかもワイ
ヤ伸線工程においてワイヤ断線に原因にもなる。 この点細かい粒度のものを用いると前記欠点は
克服できるが流動性は悪くなる。そこで本発明
は、フラツクス原料粒度が細かくても、充填フラ
ツクスの流動性が良好になるように工夫した。す
なわち、充填フラツクス中に３〜50ｍμ（ミリミ
クロン）の粒度範囲にある気相法で製造された超
微粉酸化物を、充填フラツクス中の53ミクロン以
下のフラツクス重量に対して、重量比で0.01〜
5wt％添加することとしたのである。ここで３〜
50ミリミクロンの粒度範囲にある気相法で製造さ
れた超微粉酸化物を用いるとフラツクス流動性が
改善される理由としては、気相法で製造された超
微粉酸化物がフラツクス粗粒（＜53μ）の表面を
被覆し、この超微粉酸化物が潤滑作用を果して流
動性を改善するものと考えられる。 この超微粉酸化物は、その形状が球状であるた
めに流動性に優れ、また金属粉のように酸化、吸
湿などにより粗粒化することがない。さらに炭化
物では溶接金属中の炭素量が上昇して硬化や割れ
のおそれがあり、窒化物では溶接金属中の窒素量
の増加によりじん性劣化のおそれがある。流動性
に優れしかも安定な、酸化物の超微粉を用いて、
流動性の悪いフラツクス原料粉の表面を被覆する
ことで初めて、弊害のない著しい潤滑効果が得ら
れるのである。 上述の気相法で製造された超微粉酸化物として
は、一般的にはSiO₂、Al₂O₃、TiO₂が多く用い
られているが、他の酸化物でも効果は全く同じで
ある。 なお、気相法で製造された超微粒粉酸化物の粒
度を３〜50ｍμと限定したのは下記の理由によ
る。表１に示すように粒度が３ｍμ未満の気相法
で製造された酸化物は生産が現時点では不可能で
あり、また50ミリミクロンを超えると前述のよう
な流動性改善効果が得られない。 また、気相法で製造された超微粉酸化物の含有
量を、充填フラツクス中に含まれる粒径が53ミク
ロン以下のものを基準として示した理由は、もと
もと粒径53μを超えるものは表１に示すように流
動性については問題が全く無いからであり、充填
フラツクスの流動性を阻害するフラツクスの粒径
は53ミクロン以下のものであることがわかつたか
らである。

【表】 一方気相法で製造された超微粉酸化物の添加量
を、充填フラツクス中の53μ以下のフラツクス含
有量に対して0.01〜５重量％と限定したのは下記
の理由による。すなわち気相法で製造された超微
粉酸化物の添加量が0.01重量％未満では、フラツ
クスの流動性改善効果がなく、５重量％以上にな
るとコストが高くなり、しかもフラツクスの嵩密
度が減少するために目標の包含比を得ることがで
きないからである。 次に充填フラツクスの粒度を246ミクロン以下
に限定したのは、第１図に示すように、フラツク
スの粒度が246ミクロンを超えるとフラツクス入
りワイヤの充填率のバラツキが大きくなり、しか
もワイヤ伸線工程において断線が多発するからで
ある。ここで、充填率のバラツキとは、検査試料
100本中の充填率の最大値と最小値の差を代表値
とした。 （実施例） まず、所定の割合で混合された充填フラツクス
（ただし粒度範囲は、48〜53ミクロン）に、気相
法で製造した超微粉酸化物（Al₂O₃系）を重量比
で0.1％添加することにより、流動性を調べた。
（表・２）気相法で製造された超微粉酸化物の粒
度が50ｍμを超えると充填フラツクスの流動性が
悪くなつている。 第１図は、気相法で製造された超微粉酸化物を
添加せずに充填フラツクスの粒度を種々変えるこ
とにより充填率20％、充填フラツクスの供給量を
1000ｇ／minで製造したワイヤについて各々100
本（長さ300mm）を採取して充填率を測定したと
きの充填率のバラツキの大きさ、ならびにワイヤ
伸線時の断線発生状況を示すものである。ここ
で、充填率は次式で表わされる値である。 フラツクス充填率 ＝充填フラツクス重量／試料ワイヤ重量×100₍%₎ 図により充填フラツクスの粒度が246ミクロン
以上になると充填率のバラツキが急激に大きくな
り、しかもワイヤ伸線時に断線が発生した。 また所定の割合で混合された充填フラツクスの
うち58μ以下のフラツクス重量を充填フラツクス
全体重量に対して30重量％と一定とし、その配合
にかかる充填フラツクス中の53μ以下のフラツク
スに、Al₂O₃系の気相法で製造された超微粉酸化
物を添加し、充填フラツクスの流動性ならびにフ
ラツクス入りワイヤの充填率に与える影響を調べ
た。その結果を表・３に示す。なお、超微粉酸化
物の添加量は、充填フラツクス中の53μ以下のフ
ラツクス重量に対する重量％である。 表・３からわかるように、気相法で製造された
超微粉酸化物添加量が0.01wt％未満では充填フラ
ツクスの流動性が悪く、0.01wt％以上で流動性が
良好であつた。しかし、かかる超微粉酸化物の添
加量が5wt％を超えると、コストが高くなつて実
用に適しない。 この実施例におけるフラツクス入りワイヤの充
填率のバラツキに及ぼす超微粉酸物化（Al₂O₃
系）の影響を第２図に示した。図中の超微粉酸化
物の添加量は、表・３と同様で、充填フラツクス
中の53μ以下のフラツクス重量に対する重量％で
ある。気相法で製造された超微粉酸化物添加量が
0.01wt％未満では、フラツクス入りワイヤの充填
率のバラツキが非常に大きいが、0.01％以上では
充填率のバラツキは小さくなつて安定しているこ
とがわかる。なお、流動性の評価は供給ホツパー
からの充填フラツクスの流れを観察して判断し
た。

【表】

【表】 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、流動性を
改善するとともに均一充填を果すことができ、フ
ラツクス入りワイヤの断線などのない高速製造に
好適であり、しかも溶接作業性や溶接部の性状を
も良好にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、充填フラツクス粒度が充填率のバラ
ツキおよび断線におよぼす影響を示すグラフ、第
２図は、超微粉酸化物添加量が充填率のバラツキ
におよぼす影響を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外皮金属管を形成しつつこの外皮金属管内に
   フラツクス粉を供給、充填してフラツクス入りワ
   イヤを製造するにあたり、 上記フラツクス粉として、246μ以下の粒径で
   あり、しかも53μ以下の粒径のものを不可避に含
   むフラツクス原料粉とともに、粒径３〜50ｍμの
   超微粉酸化物を、上記フラツクス原料粉における
   53μ以下の粒径のものに対する量で0.01〜5wt％
   に当る量含有させてなるものを用いることを特徴
   とするフラツクス入りワイヤへのフラツクス均一
   充填法。